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一，SiC陶瓷焊接概况

在现代高温结构材料中，碳化硅陶瓷由于具有高温强度高、抗氧化性强、密度低、耐磨损、耐腐蚀等一系列优良性能，因而在航空航天、汽车、化工及核能等领域有着广阔的应用前景。但由于碳化硅是以共价键结合为主的化合物，其固有的脆性使制备体积大而形状复杂的零件非常困难，因此通常需要通过陶瓷之间的连接技术来制取这些零部件。

陶瓷材料连接过程主要需要解决两方面的问题：一是连接界面的润湿性问题；二是接头的应力缓冲问题。目前，碳化硅(SiC)陶瓷的连接已经研制出很多工艺方法，如扩散连接、机械连接、物理与化学气相沉积连接和钎焊等。在上述连接方法中，钎焊具有工艺简单、设备投资低以及适合生产要求等优点。

SiC陶瓷的钎焊连接主要采用Ag-Cu、Cu-Au或Cu基等中低温钎料。但是，钎焊SiC陶瓷接头使用温度较低(一般不超过℃),限制了SiC陶瓷优良的高温性能的发挥。关于SiC陶瓷的高温钎焊连接的研究较少，虽然有人做了一些工作，但是生产化焊接SiC陶瓷成为SiC陶瓷应用的瓶颈。

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在SiC陶瓷焊接的研究中，一种方法是：研究Co基钎料、Ni基钎料等对SiC陶瓷的润湿和界面反应，并利用Co基钎料成功地连接了SiC陶瓷；另一种方法是：利用制备的Ti-Si共晶钎料成功地连接了SiCf/SiC复合材料，并使连接后的接头常温下的剪切强度达到(71±10)MPa;还有一种方法是：利用非自耗电弧熔融技术制备22Ti-78Si高温共晶钎料(Ts=℃,Tl=℃),在该料对SiC陶瓷润湿和界面反应的基础上，对SiC陶瓷进行了钎焊连接。

二，钎焊操作

现以利用非自耗电弧熔融技术制备的22i-78si(ωt%)高温共晶钎料连接SiC陶瓷为例，介绍连接SC陶瓷的几个基本步骤：

1,用金刚石锯将SC切割成所需尺寸，用线切割把非自耗电弧熔融技术所制备的22Ti-78i钎料切割成焊接SiC陶瓷所需合适大小的尺寸。

2，用机械方式把钎料减薄到所需的50~pm左右。

3，用1μm左右的金刚石研磨膏对所要连接的SC陶瓷和钎焊部位进行抛光处理。

4，在组装反应连接之前，再将SiC和钎料用0.5m的金刚石研磨膏进一步抛光。

5，将SiC和钎料放在丙酮溶液中用超声波清洗，清洗后再用去离子水漂洗。

6，在组装反应副时，待连接件上施加约为Pa的微压力。

7，将反应副在真空度优于10-2Pa条件下，以10℃/min的升温速度升到钎焊温度(℃~℃)焊接；

8，焊接后，焊件保温5~20min后随炉自然冷却。

按照以上工艺进行钎焊，在钎焊温度℃~℃、保温时间5~20min、料厚度50~m条件下，均能实现SiC陶瓷的连接；在钎焊温度在℃、保温时间10min和钎料厚度m的条件下钎焊，得到的SiC/22Ti-78si/SiC钎焊接头的剪切强度最大值可达MPa。

三，总结

实践证明，在钎焊SiC陶瓷过程中，钎焊温度和保温时间是否合适是成功钎焊SiC陶瓷的关键。只有合适的钎焊温度和保温时间才能实现SiC陶瓷的焊接。否则，钎焊温度过高或保温时间过长，都会导致钎料的流失，使钎缝中出现空洞。随着钎焊温度的升高和保温时间的延长，钎缝中的物相组织形貌发生变化，相组织形貌发生的这些变化将对钎焊接头强度产生重要影响。

钎料厚度对接头强度的影响，这是由于当钎料厚度较薄时，不能很好地缓冲接头的残余热应力；而钎料厚度过大时，又会因为钎料和SiC陶瓷之间膨胀性能的差异而导致接头残余热应力的增加，所以只有合适厚度的钎料才有利于缓冲接头的残余热应力，才能获得较高的接头强度。

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